电子战及电子支援措施（ESM）

第二次世界大战以来，雷达和电子对抗技术都得到了很大的发展。现代军事行动在很大程度上依靠用于监视、武器控制、通信和导航的电磁（EM）系统；如下图所示。因此使用和控制 EM 频谱至关重要。

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电子战（EW）是利用电磁能量削弱、“致盲”雷达的军事行动。其依赖电子情报（ELINT）设备捕捉雷达发射的电磁信号，在相关数据库中进行信息排序分类，然后把信息用于解读捕捉到的雷达信号，了解雷达系统的特性，最后编制对抗雷达的行动。

电子战由两大部分构成：电子支援措施（ESM）和电子对抗措施（ECM）。事实上，电子战以减弱雷达能力为目的。而雷达以能在电子战条件下成功实现功能为目标；这一目标的实现依赖于电子反对抗措施（ECCM）。

电子支援措施（ESM）是 EW 的一部分，包括对辐射电磁能的搜寻、截获、定位、记录和分析等行动，即电子侦察。因此，ESM 是电子战的信息源，可为进行 ECM、威胁检测、告警及逃逸提供所需的 EW 信息。

电子对抗措施（ECM）是 EW 的一部分，其功能是阻止或削弱雷达对电磁频谱的有效运用。电子反对抗措施（ECCM）是雷达采用的一系列措施，在敌方使用 EW 情况下，仍能确保雷达有效地运用电磁频谱。

电子支援措施（ESM）

ESM 通常包括若干检测和测量接收机以及专门用于截获雷达发射信号的实时处理器。对某些特定辐射源的识别是基于 ELINT 比较的。

辐射源位置可通过某些方法得到，如单个平台顺序方位测量的三角测量、到达时间差（DToA）或双曲线定位以及相位差变化率（PDR）等。数字接收机技术及信号处技术的极大发展，使用诸如到达波时频差之类的技术将提高单个和多个平台的空间定位；这将使得 EW 可用于提示目标瞄准系统。

雷达截获依赖于对雷达发射的脉冲或连续波（CW）信号的接收和测量。ESM  操作的作战场景通常是脉冲信号，其大小是  个脉冲/秒（pps）。下图为某信号侦察机。

ESM 测量出每个被检测脉冲的中心频率、幅度、脉宽、到达时间（ToA）和方向，将其转换成数字格式，然后打包成一个脉冲描述字（PDW）。接着 PDW 信息串被送往脉冲分选处理器，该处理器将其分检成属于不同辐射源的信号并识别出其脉冲重复间隔（PRI）值及调制规则（随机抖动、参差、切换）。再与辐射源数据库作进一步对比，这个数据库包含每个辐射源的特征参数的范围（频率、脉宽、PRI）、相关的捷变模式（随机、参差等）、天线扫描方向图形状及扫描周期以产生带识别评分的辐射源清单。

ESM 接收机一般用于控制 ECM 的部署和运行；ESM 与 ECM 间的联系通常是自动的。单个所接收的雷达脉冲信号由许多可测量的参数表征。

设计分检系统时，测量数据的可用性、分辨率和精度必须全部加以考虑，这是因为所采用的处理方法依赖于现有的参数数据组。显然，参数测量的分辨率和精度越高，脉冲分选处理器完成任务越有效。

但是，从 ESM 系统外部（如多路径）、ESM 系统内部（如定时限制、接收期间的静止时间）以及从成本效率考虑等，对测量过程有限制。

由于目标方向在脉冲间不变化，到达角是实现有效分检的最重要的分类参数。因此，为了既达到 360° 空间覆盖，又获得基于脉冲的到达角测量，常采用比幅单脉冲天线或多基干涉测量（比相）系统。比幅单脉冲天线如下图所示。

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载频是用于分检的第二个最重要的脉冲参数。普通的频率测量方法是利用搜索式超外差接收机，其优点是具有高的灵敏度和好的频率分辨率以及对附近辐射源干扰的抗干扰性强。

然而，与旋转定向测量系统相似，这种接收机的截获概率低。如果发射脉冲是频率捷变的（随机变化的），或者是频率跳变的（按规则变化的），情况将更坏。

一种允许用于宽带频率测量的常用方法是基于干涉测量设备上的，这些设备可提供高精度瞬时频率测量并能抗低强度的信号干扰。

在宽瞬时频带超外差接收机后接一组相邻接收机通道组，可提供更高的灵敏度和更高的截获概率。现在首选的方法是数字接收机，它集成了宽带谱分析和一些后处理功能，如脉内调制测量和波形编码侦察。

由于多路径传输所导致的严重恶化，脉宽是一种不可靠的分类参数。多路径传输会使脉冲包络严重畸变，如脉冲出现长的拖尾，脉峰位置甚至会产生偏移。

脉冲的 ToA 可取为信号超过某一门限的瞬间，但是在有噪声和畸变存在时，这是一种结果多变的测量值。尽管如此，ToA 常用于测量雷达的 PRI。

脉冲幅度取为其峰值。动态范围必须至少考虑信号幅度波动和扫描方向图起伏三个数量级的变化。实际上，60dB 的瞬时动态范围看来为最小值，在许多应用场合应更大。幅度测量（与ToA一起）可用于获取辐射源的扫描方向图。

雷达截获系统的分类基于它们提供的电子环境的表征类型。雷达告警接收机（RWR）用做一种机载设备时，通过座舱显示器向飞行员通告敌方导弹上有制导雷达之类所构成的威胁的存在和相对的方向。战机传感器图如下图所示。

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虽然单程传播与双程传播相比具有作用距离的优势，这使得雷达能截获比自身的平台探测距离更远的距离来的信号，但是搜索雷达不是这些系统的主要目标。要求灵敏度值的范围是 -38～-60dBm（相对于全向同性的 dBmW）。

ESM 是复杂的系统，通常具有产生其部署区域内完整电子作战等级画面的能力以及告警功能。这类系统可探测和分析辐射源波形与扫描模式。对工作环境侦察的反应时间可能小于 10s，虽然危险辐射源和告警功能要求更快的响应。要求的灵敏度范围为 -55dBm 到好于 -80dBm。

ELINT 系统与 ESM类似，但可能不要求100％ 的截获概率。反应时间可能为几分钟或几小时。其目的不是在工作环境中辐射源一打开就探测到，而是提供辐射源的详细特征为 RWR 和 ESM 系统产生识别数据库。ELINT 系统的灵敏度可能达到 -90dBm，但它们不需要提供 360° 监视，并且它们可以用几个定向天线达到这样的性能。

RWR 探测雷达辐射的距离主要受其接收机灵敏度及雷达辐射功率的影响。可以通过基本的单程信标方程计算告警距离，方程提供在RWR处的信噪比（SNR）。此信噪比  为

式中，  是雷达辐射功率；  是RWR到雷达的距离；  是雷达发射天线增益；  是RWR的接收天线增益：  是雷达波长；  是RWR的总系统噪声功率；  是损耗。该上式是计算 RWR 性能的基础。

需注意 RWR 的探测距离反比于  ，而雷达探测目标检测距离反比于  ，因此，RWR 可在远大于雷达本身探测距离的地方探测到辐射的雷达。

在雷达与截获接收机的对抗中，雷达的优势在于使用匹配滤波器，这是截获接收机无法复制的（它不知道准确的雷达波形），而截获接收机却有  的距离优势，这是单程对双程雷达传播带来的优势。为了赢得“看得见但不被看到”这场战争，雷达应用低截获概率。

－ The End －

审核编辑 ：李倩